Диссертация (1144759), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Иное название этих гликозидов – строфантины.Строфантины, в частности, уабаин, (другое его название строфантин G),выделяют из древесной лианы Strophanthus Коmbe и родственного ему растенияStrophanthus preussi, реже – из Strophanthus hispidus (обзоры: Blaustein, 1993;Schoner, 2002).Позднее установили, что и вещества из паротидных желез жабы Bufo marinusсодержатингибиторNa,К-АТФазыдигиталисоподобнойприроды–маринобуфагенин (3,5-дигидрокси-14,15-эпоксибуфодиенолид) (Багров, 1997;Doris, Bagrov, 1998; Bagrov et al., 2009).Сегодня уже известно более 400 различных КТС, имеющих сходноехимическое строение (Сорочинская, 2002; Lichtstein, Rosen, 2001; Schoner, 2002;Mijatovic et al., 2007; Bagrov et al., 2009). Эти органические соединения пригидролизе расщепляются на бессахаристую часть (агликоны или генины) исахарные остатки (гликоны).
Агликоны представляют собой стероидную(циклопентапергидрофенантреновую) структуру. Гликоны КТС могут бытьпредставлены такими моносахаридами как D-глюкоза, D-фруктоза, D-ксилоза и163D-рамноза. Гликозиды с пятичленным лактонным кольцом представляют группукарденолидов: уабаин, дигоксин, строфантин и др., а с шестичленным кольцомпредставляют собой группу буфодиенолидов: маринобуфагенин, буфалин,буфоталин и др.Физиологическое действие КТС основано на их способности специфическисвязываться и блокировать Na,K-АТФазу. Изоформы -субъединицы Na,KАТФазы различаются по чувствительности к специфическому ингибитору Na,KАТФазы уабаину и другим КТС. Наибольшее различие в аффинности к уабаинунаблюдается у изоформ -субъединицы грызунов: константа блокирования 1изоформы составляет ~ 50 – 450 мкМ, тогда как для изоформ 2 и 3 этаконстанта на 2 – 4 порядка ниже и составляет десятки и сотни нМ (Sweadner,1995; Blanco, Mercer, 1998; Dobretsov, Stimers, 2005; Lingrel, 2010). Наибольшейчувствительностью (единицы нМ) обладает 4-изоформа Na,K-АТФазы (Blanco,Mercer, 1998).
Однако у других млекопитающих (человек, свинья, собака, овца,кролик и др.) 1-изоформа также чувствительна к уабаину (Blanco, Mercer, 1998;Dobretsov, Stimers, 2005; Mijatovic et al., 2007; Lingrel, 2010). У человека 1-, 2- и3-изоформыимеютпримерноодинаковуюаффинностькуабаинувнаномолярном диапазоне концентраций (Crambert et al., 2000; Wang et al., 2001;Katz et al., 2010; Cherniavsky Lev et al., 2015).
Аффинность этих изоформ учеловека к другим КТС ниже и составляет десятки и сотни нМ (Katz et al., 2010;Cherniavsky Lev et al., 2015).Специфический рецептор к КТС является высоко консервативным и егоформируют экстраклеточные участки Na,K-АТФазы, состоящие из несколькихфункциональных групп α-субъединицы и в меньшей степени β-субъединицы.Аминокислотные последовательности на -субъединице, которые отвечают засвязывание с КТС, расположены между трансмембранными доменами TM1-TM2,ТМ5-ТМ6 и ТМ7-TM8, а также включают некоторые участки ТM4, ТM6 и ТM10доменов (Mijatovic et al., 2007; Bagrov et al., 2009; Ogawa et al., 2009; Lingrel, 2010)(рис 6.1).164Чувствительность к уабаину определяют две аминокислоты в позициях 111 и122 между трансмембранными доменами ТМ1-ТМ2.
Замены этих аминокислот умышей позволяют получать животных с разным сочетанием чувствительности куабаину у 1- и 2-изоформ, что используют для изучения физиологической ролиспецифического сайта связывания КТС (Lingrel, 2010).Рис. 6.1. -субъединица Na,K-АТФазы как специфический рецептор длякардиотонических стероидов (из: Bagrov et al., 2009).Детальное изучение структуры специфического сайта связывания КТСпозволяет предположить существование двух сайтов – с высокой и низкойаффинностью к уабаину (Ogawa et al., 2009; Sandtner et al., 2011; Laursen et al.,2013).
В соответствии с одной из моделей оба эти сайта располагаются вдоль путиперемещения ионов Na,K-АТФазой. Ближе к внеклеточной среде находитсявнешний низкоаффинный сайт, глубже, ближе к внутриклеточной среде165располагается сайт с высокой аффинностью к уабаину (Sandtner et al., 2011).Однако, как происходит связывание КТС с -субъединицей Na,K-АТФазы, вомногом остается неясным.6.1.2.
Кардиотонические стероиды и сократительная функцияОсновой терапевтического эффекта КТС является их способность усиливатьсокращения сердечной и гладкой мышц. Установлено, что основную роль вреализации положительного инотропного действиях КТС в сердечной и гладкоймышцах играет 2-изоформа Na,K-АТФазы (Dostanic et al., 2003; 2005).Предполагается, что усиление сокращения при действии уабаина и егоэндогенного аналога (см. ниже 6.1.3) происходит благодаря специфическойкластеризации 2-изоформы с Na+,Са2+-обменником, SERCA, рианодиновыми иIP3 рецепторами в местах тесного прилегания плазматической мембраны ксаркоплазматическому ретикулуму. Это так называемая модель PlasmERosome(Arnon et al., 2000; Scheiner-Bobis, Schoner, 2001; Blaustein, Golovina, 2001; Xie,Askari, 2002; Blaustein et al., 2016).Предполагается,чтопричастичномингибированииNa,K-АТФазымолекулами КТС происходит накопление ионов натрия в узких примембранныхпространствах с ограниченной диффузией. В результате снижения градиентанатрия и изменения работы Na+,Са2+-обменника подавляется экскреция ионовкальция из клетки и происходит их накопление в миоплазме.
За счет работыSERCA повышается концентрации ионов кальция в саркоплазматическомретикулуме. В результате увеличивается выброс ионов кальция в ответ наприходящий ПД и, как следствие, усиливается мышечное сокращение.Положительное инотропное действие КТС показано и в скелетной мышце(Yamamoto et al., 1981; He et al., 2001; Кривой и др., 2006). Его механизм остаетсянеизвестным, однако можно предположить его сходство с механизмом,реализуемым в гладкой и сердечной мышцах (Кривой и др., 2005; Кривой, 2012;He et al., 2001). В скелетной мышце аналогом PlasmERosome может являться166триадное (диадное) соединение между Т-системой и концевыми цистернамисаркоплазматическогоретикулума.Этаструктурапредставляетсобойфункциональную единицу, ответственную за электромеханическое сопряжение ивыброс ионов кальция из саркоплазматического ретикулума.
В этой области теснокластеризованы молекулы дигидропиридинового рецептора (сенсора потенциалавэлектромеханическомсопряжении),Na+,Ca+-обменникаиCa2+-АТФазыплазматической мембраны. В примыкающих доменах мембраны концевыхцистерн, содержащих канал освобождения ионов кальция (рианодиновыйрецептор), локализована SERCA, а в щели триадного соединения находятсякальмодулин и ряд других белков, участвующих в регуляции внутриклеточнойконцентрации ионов кальция (Sacchetto et al., 1996; Berchtold et al., 2000; Fill,Copello, 2002; Altamirano et al., 2014). Важно, что в Т-системе вблизи триадлокализована 2-изоформа Nа,K-АТФазы (Williams et al., 2001; Cougnon et al.,2002; DiFranco et al., 2015).Ранее сообщали данные о возможности прямого активирующего действияКТС (уабаина и дигоксина) на рианодиновый рецептор, а именно его изоформуRyR2, которая экспрессируется в сердечной мышце, что может объяснятьположительный инотропный эффект этих веществ в сердце (McGarry, Williams,2003; Nishio et al., 2004).
Было показано, что гидрофобный дигоксин может прямопроникатьчерезклеточнуюмембрану,агидрофильныйуабаинможетподвергаться эндоцитозу, опосредуемому каким-либо рецептором, например,самой Na,K-АТФазой (Núñez-Durán et al., 1988). По другим данным связываниемолекулы уабаина приводят к конформационным изменения -субъединицыNa,K-АТФазы, которая прямо взаимодействует с рианодиновым рецепторомсаркоплазматического ретикулума в сердечной мышце, что в свою очередьприводит к выбросу ионов кальция из депо (Miyakawa-Naito et al., 2003; Zhang etal., 2006).
Однако КТС не обладают подобным действием на изоформурианодинового рецептора RyR1, которая экспрессируется в скелетной мышце(McGarry, Williams, 2003).167Нельзя исключить, что положительный инотропный эффект может бытьобусловлен запуском в скелетной мышце каких-то внутриклеточных сигнальныхкаскадов в результате связывания КТС с Na,K-АТФазой. Так, описаноцитотоксическое действие уабаина и маринобуфагенина, опосредуемое ихвзаимодействием с Na,K-АТФазой, но не связанное с последствиями ееингибирования (Akimova et al., 2005). По литературным данным сигнальнаяфункция Na,K-АТФазы проявляется в том, что уабаин и маринобуфагенин могутстимулировать синтез гликогена в скелетной мышце человека через Src- иERK1/2-зависимый путь (Kotova et al., 2006).6.1.3. Эндогенные аналоги кардиотонических стероидовГипотеза о существовании эндогенных лигандов к специфическомурецептору на -субъединице Na,K-АТФазы появилась довольно давно, однаконизкая концентрация в тканях и неизвестная структура препятствоваливыделению и идентификации этих факторов вплоть до начала 90-х годовпрошлого столетия (Маслова и др., 1990; Blaustein, 1993; Mijatovic et al., 2007;Bagrov et al., 2009).
Сегодня уже считается доказанным существованиеэндогенных аналогов КТС, обладающих сходной стероидной структурой испособностью ингибировать Na,K-АТФазу (рис. 6.2). Накоплен клинический иэкспериментальный материал, который подтверждает существование эндогенныхКТС в различных тканях и биологических жидкостях человека и другихмлекопитающих.В1991г.изплазмыкровичеловекабылвпервыевыделениидентифицирован эндогенный фактор карденолидной природы (масса 585 Да),подобный хорошо известному экзогенному (растительному) селективномуингибитору Na,K-АТФазы уабаину (Hamlyn et al., 1991).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
